高二物理共点力作用下物体的平衡人教版第一册

高二物理共点力作用下物体的平衡人教版第一册

共点力作用下物体的平衡 ‎ ‎●本节教材分析 该节教材内容不多，也不难理解，因此，在教学中主要注意下面几方面即可： ‎1.实验时应说明实验的类型. ‎2.平衡条件得出的推理思路. ‎3.通过多举实例去清除同学可能存在的错误认识“处于平衡状态时物体肯定是静止的”.‎ ‎●教学目标 一、知识目标 ‎1.知道什么是共点力作用下物体的平衡状态 ‎2.掌握共点力的平衡条件 二、能力目标 通过演示实验及自己动手做实验培养学生的观察能力，动手能力，分析推理能力. 三、德育目标 ‎1.辨证唯物主义的相对性观点. ‎2.特殊到一般、一般到特殊的逻辑推理思维方式. ‎●教学重点 ‎1.共点力作用下物体的平衡状态 ‎2.共点力的平衡条件. ‎●教学难点 共点力的平衡条件 ‎●教学方法 实验法、归纳法、问题解决法 ‎●教学用具 演示物体一个，弹簧秤若干 ‎●课时安排 ‎1课时 ‎●教学过程 ‎［投影］本节学习目标： ‎1.知道什么是共点力作用下物体的平衡状态. ‎2.掌握共点力的平衡条件. ‎●学习目标完成过程 一、导入新课 一个物体可以处于不同的运动状态，其中平衡状态比较常见，而且很有实际意义，那么，什么是物体的平衡状态，物体在什么条件下才能处于平衡状态呢？这一章就来学习这方面的问题.本节课我们先来学习在共点力作用下物体的平衡问题. 二、新课教学 ‎1.共点力作用下物体的平衡状态 ‎（1）复习什么是共点力 ‎［学生活动设计］ 鉴于共点力的知识学过的时间已较长，借此可检查巩固一下这方面的知识. 请四个同学用自己的话来叙述对共点力的理解；再请四个同学分别补充，然后大家打开课本P12页，进一步复习. 共点力：几个力都作用在物体的同一点，或者它们的作用线相交于同一点，这几个力就叫做共点力. 补充说明：实际问题中如果物体可以看作一个质点时，作用在该物体上的力都可看作是共点力. ‎（2）介绍物体在共点力作用下的平衡状态. 举例设问 平常我们看到的房屋、树木、桌子都处于什么状态？ ‎［学生］静止 ‎［教师］类似此类的凡是保持静止不动，我们就说它处于平衡状态.另外，如果物体做匀速直线运动，我们也称它处于平衡状态. 例：汽车沿直线匀速运动 物体匀速举高 ‎［归纳］一个物体在共点力的作用下，如果保持静止或者做匀速直线运动，我们就说这个物体处于平衡状态. ‎［强化训练题］ 汽车以大小不变的速率拐弯，是否是处于平衡状态. 参考答案：否 ‎2.共点力作用下物体的平衡条件： 请同学分析刚才所举的例子中各物体的受力情况. 桌子：G、F支 汽车：G、F支、F牵、摩擦力 由此可知物体在平衡时既可受两个力，又可受更多的力. ‎（1）理论分析推导： 从平衡状态得： a=0 又由牛顿第二定律知道： F合=ma 从上述两点即可推出在共点力作用下物体的平衡条件： F合=0 ‎（2）实验验证： 演示实验： 用弹簧秤先测演示物体的重量G. 再用两个弹簧秤向上成一角度提起演示物体，使其处于静止状态. 读出弹簧秤的读数 在黑板上画出演示物体的受力图示，根据力的平行四边形定则，求出三个力合力 结果： 在误差允许范围内，这三个力的合力为零. 分组实验： 请同学分组做实验 a.一个弹簧秤提起某物体处于静止 受力分析：G、F拉 F合=0 这即初中学过的二力平衡，两力大小相等，方向相反，作用在一条直线上. b.两个弹簧秤提起重物处于静止 受力分析：G、F弹两个 画出每个力的图示 利用平行四边形定则验证得 F合=0 ‎［强化训练题］ 下列关于质点处于平衡状态的论述，正确的是 A.质点一定不受力的作用 B.质点一定没有加速度 C.质点一定没有速度 D.质点一定保持静止 参考答案：B ‎3.拓展 ‎［教师］利用力的平行四边形定则和二力平衡条件，还可以导出多个共点力的平衡条件.‎ 例如：如物体受F1、F2、F3、F4四个共点力作用而处于平衡，为了求出这四个力的合力，可以先求F1与F2的合力F12，再求出F12与F3的合力，即用F123代替了F1、F2、F3，最后根据二力平衡条件，可以证明F1、F2、F3、F4的合力为零. ‎4.补充说明 ‎（1）物体做什么运动与我们选取的参考系密切相关，我们判定物体是不是处于平衡状态应该选择惯性参考系，常用的惯性参考系是地球或相对地球做匀速直线运动的物体. ‎（2）共点力作用下物体的平衡条件是 F合=0 若将物体所受的所有外力都分解在平面直角坐标系中的x轴和y轴上，平衡条件的表达式将成为： Fx合=0 Fy合=0‎ ‎［强化训练题］ 沿光滑的墙壁用网兜把一个足球挂在墙面上的A点，足球的质量为m，网兜的质量不计.足球与墙壁的接触点为B，悬绳与墙壁的夹角为α.求悬绳对球的拉力和墙壁对球的支持力. 解析：研究对象：足球 受力分析： G、F支，F拉 用平行四边形定则求出F支与G的合力与F拉大小相等，方向相反.由图可知： F支=mgtanα F拉=mg/cosα 或用另一方法，分解在x、y方向 Fx合=0得：F拉sinα=F支 ① Fy合=0得：F拉cosα=G ② 由①②推出： F支=mgtanα F拉=mg/cosα 三、小结 本节课我们学习共点力的平衡条件是： F合=0 ‎1.平衡状态的二个特征是 ‎①a=0 ‎②速度v恒定 ‎2.物体所受合力为零，在正常分解时采用 ‎①Fx合=0 ‎②Fy合=0 四、作业 ‎1.课后作业：P73（1） ‎2.思考题： 如下图所示，质量为m的物体C放在水平木板AB上，当以mg的水平力作用于C物体时，恰可使C匀速运动，现将木板一端抬高，当AB与水平成45°时，求木板所受的摩擦力多大？ 参考答案：‎ 提示：匀速运动，符合共点力作用下的平衡特点：F合=0 ‎∴=μ·mg 推得μ=‎ 当AB与水平成45°时，mgsin45°=‎ 判定此时已运动 ‎∴F=μ·mgcos45°=‎ 五、板书设计 ‎1.平衡状态 物体在共点力作用下处于静止或匀速直线运动状态 ‎2.平衡条件